为什么地核是铁的?

Question

地核的两种主要成分是铁和镍。在纪录片和科学对话中，铁比镍更受关注，可能是因为它在核心中所占的比例更大。

但在我考虑这种情况之前——镍比铁占更大的比例——我必须问:

为什么铁占地核的大部分，而不是镍?哪一种金属比另一种有优势?如果有，是什么优势?如果地核的第一金属是镍而不是铁，磁场会受到怎样的影响?

Answer 1

简单地说，太阳系/宇宙中铁的含量比镍的含量高，这是由于一种叫做核合成的过程。

基本上在它的起源，宇宙只由氢组成，通过核聚变，更重的元素被创造出来。从根本上说，氢在恒星中融合成更重的元素，我们的太阳目前正在通过质子-质子链将大量的氢转化为氦。

最终，随着恒星年龄的增长，你开始看到更重的元素，氦，碳，氮等的融合，直到你遇到铁，这时你遇到了铁峰，铁原子融合在一起需要比释放更多的能量。较重的元素都是在超新星爆发期间形成的，因此我们看到的丰度较低。话虽如此，镍的丰度仍然高于其他所有重金属。

https://en.wikipedia.org/wiki/Stellar_nucleosynthesis

http://physics.info/nucleosynthesis/

Answer 2

我只能回答为什么大部分是铁。不太确定铁和镍的磁性。

正如另一个答案所说，只是周围的铁比镍多得多。但地球上也有大量的其他金属:硅、镁、钙、铝。那么为什么地核是由铁镍而不是其他物质构成的呢?答案在氧气中。

当你把金属和氧结合在一起，就形成了氧化物——通常是一种固体的、易碎的、“泥土”的物质。最好的例子是金属铁+氧=锈。但并不是所有的金属都是一样的——有些金属比其他金属更“喜欢”氧。如果你有一个镁原子和另一个铁原子，周围只有一个氧原子它首先会和镁成键。考虑到整个地球的氧气预算，有足够的氧气与所有的硅、镁、钙、铝(以及元素周期表的其余部分)结合，形成我们通常所说的固体，即岩石。当你得到不那么亲氧的元素时，比如镍和铁，剩下的氧气就很少了。你有足够的氧化一些铁和镍，但不是全部。这就是为什么有很多铁和镍作为金属留下来的原因。

在地球形成的过程中，整个地球都是熔融的。金属铁和镍比被氧化的物质(“岩石”)密度大，所以它们沉到底部，形成了金属核。氧化的金属最终形成了它上面的地幔。

Answer 3

地核和宇宙中铁比镍多的主要原因是镍-56衰变为铁-56(通过钴-56)。

大量的镍-56形成渐近巨星支恒星和超新星。然而，镍-56的半衰期为6天。

在恒星的核聚变中，氦-4核(阿尔法粒子)由氢形成。

在大恒星中，氦形成后聚变不会停止。

相反，形成了碳-12来自三个粒子。

碳-12核聚变生成氧16，氖20和镁24。所有这些原子核都有相同数量的质子和中子。

的系列继续，通过一个又一个的粒子融合。

铁52熔合成镍56。

然而，加入另一个α粒子使镍-56变成锌-60在能量上是不利的。

镍-56衰变成铁-56。

总之，正是镍-56处于一系列有利的α粒子聚变的最后阶段，以及镍-56衰变成铁-56的事实，使得铁元素特别丰富。